[发明专利]一种基于IJTAG的汽车SoC监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种基于IJTAG的汽车SoC监测系统，包括目标健康监测处理器；所述目标健康监测处理器通过电压检测EI和延迟检测EI与IJTAG网络接口连接，电压检测EI通过与目标健康监测处理器连接用于实时检测其内部的局部电压，延迟检测EI通过与目标健康监测处理器连接用于检测其内关键路径延迟及最高频率；还公开了一种基于IJTAG的汽车SoC监测系统的检测方法，包括进入健康监测模式，对所有目标工作电压和延迟的监测，保证目标健康状态良好以及寿命预测正常。本发明通过IJTAG网络接口嵌入电压检测EI和延迟检测EI，对汽车SoC芯片进行在线监测以及预测，提高了汽车SoC芯片在使用中的可靠性和稳定性；电压检测EI和延迟检测EI的设置进一步提高了监测数据的准确性。

技术领域

本发明属于汽车电子芯片设计技术领域，尤其是涉及一种基于IJTAG的汽车SoC监测系统及监测方法。

背景技术

目前，随着芯片低纳米(10-28nm)级别尺寸的减小，现今在汽车SoC(系统级芯片)中使用多处理器核心得到越来越广泛的应用,每个处理器核心都可以作为微控制单元(MCU)。但是这些汽车SoC芯片的可靠性正在大幅降低，特别是在恶劣运行条件，比如在汽车内，车轮传感器和控制器必须承受约200℃的工作环境温度。同时这些恶劣条件加剧了半导体的老化机制，例如，负偏置温度不稳定性(NBTI)、电迁移(EM)、热载流子注入(HCI)等。因此，为了确保在整个汽车SoC运行周期中的高可靠性,比如零故障运行时间，必须对目标SoC进行实时健康监测。通过监测到的健康状态参数，提取老化信息，为目标SoC寿命预测与健康管理提供依据，以便提前进行故障预警和更换维修。

现有汽车SoC芯片提高可靠性都是基于可测性设计(DFT)，包括离线测试或者在线测试。但离线测试对故障不能实时处理和警报；而大多数在线检测需要额外增加测量电路，大大提高了系统成本。其次，嵌入式仪器(EI)电路在很久以前就已经实现了。例如，环振荡器(RO)经常被嵌入芯片内部，用作不同的设计工艺评估模块，以保证无错误的处理工艺。在比如，温度传感器在功能上作为EI使用，以跟踪SoC芯片不同区域的工作温度。但是很多现存的EI设计面积较大，包括使用额外的设计电路(ADC，比较器等)使得整体芯片设计成本提高，在每个芯片内部使用数量有限。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种可靠性高、监测准确的一种基于IJTAG的汽车SoC监测系统；本发明的另一目的旨在提供一种基于IJTAG的汽车SoC监测方法。

技术方案：本发明所述的基于IJTAG的汽车SoC监测系统，包括目标健康监测处理器；所述目标健康监测处理器通过电压检测EI和延迟检测EI与IJTAG网络接口连接，电压检测EI通过与目标健康监测处理器连接用于实时检测其内部的局部电压，延迟检测EI通过与目标健康监测处理器连接用于检测其内关键路径延迟及最高频率；IJTAG网络接口与AI数据处理器连接，用于在AI数据处理器与电压检测EI和延迟检测EI之间传递数据及命令；电压检测EI和延迟检测EI通过连接共享目标健康监测处理器的电压供应和IJTAG网络接口的网络供应。

其中，所述目标健康监测处理器包括启动触发器、关键路径CP以及探测触发器；电压检测EI采集启动触发器、探测触发器的输入时钟信号，延迟检测EI采集启动触发器、探测触发器的输入时钟信号，还通过与关键路径CP末端连接接收data信号；目标健康监测处理器包括健康监测模式和正常用户模式。

其中，所述电压检测EI包括第一JTAG接口、第一JTAG外围电路、第一电子开关SW1、第二电子开关SW2、第三电子开关SW3、第一开关混频器SM1、第二开关混频器SM2、乘法器、可编运放和比较器以及检测器；电压检测EI通过第一电子开关SW1、第二电子开关SW2以及第三电子开关SW3连接到目标健康监测处理器监测电压位DUT_input和DUT_output，通过乘法器、可编运放和比较器以及检测器对关键路径CP的供应静态电压VDD进行检测比较和评估，对于检测结果电压信号值β，AI数据处理器通过IJTAG网络接口与第一JTAG接口、第一JTAG外围电路连接进行读取。